العدد الذري 98 · أكتينيد
كاليفورنيوم Cf
أسماء أخرى: Californium
الكاليفورنيوم عنصر مشع اصطناعي صُنع أول مرة في كاليفورنيا. وينشطر نظيره الكاليفورنيوم-252 تلقائيًا ويطلق سيلًا من النيوترونات، ما يجعله مصدرًا قويًا محمولًا للنيوترونات لبدء تشغيل المفاعلات وتسجيل آبار النفط وكشف المتفجرات، بل ولعلاج السرطان في بعض الأماكن. وهو من أثقل العناصر ذات الاستخدامات العملية الحقيقية.
الخصائص الرئيسية
| العدد الذري | 98 |
|---|---|
| الكتلة الذرية | [251] (لا نظير مستقرًا له؛ بين القوسين العدد الكتلي لنظير ممثِّل) |
| الفئة | أكتينيد |
| المجموعة | اللانثانيدات/الأكتينيدات (بلا رقم مجموعة) |
| الدورة | 7 |
| الفئة المدارية | f |
| الحالة (25 °C، 1 atm) | صلب |
| درجة الانصهار | 1173 K (899.9 °C) |
| درجة الغليان | — |
| الكثافة | — |
| السالبية الكهربائية (باولنغ) | 1.3 |
| نصف القطر الذري (فان دير فالس) | 245 pm |
| طاقة التأين الأولى | 6.3 eV |
| الألفة الإلكترونية | — |
| حالات الأكسدة | +3 |
| سنة الاكتشاف | 1950 |
التوزيع الإلكتروني
- مختصر
- [Rn]7s2 5f10
- كامل
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f10 6s2 6p6 7s2
- الإلكترونات في كل غلاف
- 2 · 8 · 18 · 32 · 28 · 8 · 2
مخطط المدارات
الموقع في الجدول
الاكتشاف
أُنتج الكاليفورنيوم لأول مرة في أوائل عام 1950 في جامعة كاليفورنيا في بيركلي على يد ستانلي تومبسون وكينيث ستريت الابن وألبرت غيورسو وغلين سيبورغ. فقد قذفوا بضعة ميكروغرامات من الكوريوم-242 بجسيمات ألفا، فحصلوا على الكاليفورنيوم-245، بعمر نصف يبلغ نحو 44 دقيقة. ولم تتجاوز العينة الأولى بضعة آلاف من الذرات.
جاء الاكتشاف بعد البركيليوم بأسابيع، على يد الفريق نفسه، وبالسيكلوترون نفسه، وبتقنيات فصل مماثلة. وجاءت كميات أكبر لاحقًا من تشعيع البلوتونيوم أو الكوريوم بالنيوترونات في المفاعلات مددًا طويلة، وحُصل على أول كمية قابلة للوزن من مركب للكاليفورنيوم نحو عام 1958. واليوم يأتي معظم إمداد العالم من مفاعل النظائر عالي التدفق في أوك ريدج بتينيسي ومن مفاعل بحثي في روسيا.
أصل التسمية
سمّى الفريق العنصر نسبة إلى ولاية كاليفورنيا وجامعة كاليفورنيا. والرمز Cf. وبعد أن ظهر البركيليوم والكاليفورنيوم في تتابع سريع، مزحت مجلة «ذا نيويوركر» بأن على مجموعة بيركلي أن تسمي العنصرين 97 و98 «universitium» و«ofium»، وتحتفظ بالكاليفورنيوم للعنصر 99 لتكتمل عبارة «University of California». ويُروى أن سيبورغ ردّ بأنهم لو فعلوا ذلك لربما ادعى أهل نيويورك العنصرين التاليين.
أهم الاستخدامات
- بدء تشغيل المفاعلات: توفّر مصادر الكاليفورنيوم-252 النيوترونات الأولى التي تطلق التفاعل المتسلسل في المفاعلات الجديدة أو التي يُعاد تشغيلها بعد توقف طويل.
- الاستكشاف وضبط العمليات: يُستخدم في تسجيل آبار النفط والغاز، والتنقيب عن الذهب والفضة، وفي أجهزة التحليل بالتنشيط النيوتروني التي ترصد تركيب الفحم والإسمنت آنيًا.
- الفحص الأمني: تستخدمه أنظمة الفحص القائمة على النيوترونات لكشف التركيب العنصري للمتفجرات أو المخدرات المخبأة.
- الطب: استخدمت بعض البلدان مصادر الكاليفورنيوم-252 في العلاج الإشعاعي الموضعي لسرطانات مثل سرطان عنق الرحم.
- البحث: كان الكاليفورنيوم-249 الهدف المستخدم لتخليق العنصر 118، الأوغانيسون.
النظائر
ليس للكاليفورنيوم نظائر مستقرة. وأطولها عمرًا، الكاليفورنيوم-251، عمر النصف له نحو 900 سنة. أما الكاليفورنيوم-252، النظير العملي الأساسي، فعمر النصف له نحو 2.6 سنة، ونحو 3 في المئة من اضمحلالاته انشطارات تلقائية، ولهذا يطلق ميكروغرام واحد منه نحو 2.3 مليون نيوترون في الثانية. ويُحصل على الكاليفورنيوم-249 (نحو 351 سنة) من اضمحلال البركيليوم-249، واستُخدم هدفًا في بحوث العناصر فائقة الثقل.
في الحياة اليومية
الكاليفورنيوم غير مرئي في الحياة اليومية، لكنه يعمل خلف الكواليس في إنتاج النفط وتوليد الكهرباء عبر تسجيل الآبار وبدء تشغيل المفاعلات. وتطلق مصادر الكاليفورنيوم-252 إشعاعًا نيوترونيًا وغاميًا شديدًا، لذا تُنقل في حاويات مدرّعة بكثافة ولا يتعامل معها إلا متخصصون مرخّصون. وإذا دخل الكاليفورنيوم الجسم فإنه يميل إلى الترسب في العظام.
هل تعلم؟
- يطلق ميكروغرام واحد من الكاليفورنيوم-252 نحو 2.3 مليون نيوترون في كل ثانية.
- لم يتجاوز أول كاليفورنيوم صُنع على الإطلاق بضعة آلاف من الذرات.
- صُنع العنصر 118، الأوغانيسون، بقذف هدف من الكاليفورنيوم-249 بالكالسيوم-48.
الفئة نفسها (أكتينيد)
مصادر البيانات · الخصائص: PubChem Periodic Table (بيانات عامة من NIH/NLM الأمريكية) · الكتل الذرية: الكتل الذرية القياسية المختصرة CIAAW 2024 · الأسماء: Wikidata (CC0)، والأسماء الكورية وفق الجمعية الكيميائية الكورية. تاريخ الاسترجاع 2026-09-23.